Μεθόδους υπολογισμού SOC

Τι είναι το SOC;

Η κατάσταση φόρτισης μιας μπαταρίας (SOC) είναι ο λόγος της τρέχουσας φόρτισης που διατίθεται στη συνολική χωρητικότητα φόρτισης, που συνήθως εκφράζεται ως ποσοστό. Ο υπολογισμός με ακρίβεια του SOC είναι ζωτικής σημασίας σε έναΣύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS)Καθώς βοηθά στον προσδιορισμό της υπόλοιπης ενέργειας, η διαχείριση της χρήσης της μπαταρίας καιΕλέγξτε τις διαδικασίες φόρτισης και εκφόρτισης, επεκτείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Οι δύο κύριες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του SOC είναι η τρέχουσα μέθοδος ολοκλήρωσης και η μέθοδος τάσης ανοικτού κυκλώματος. Και οι δύο έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, και το καθένα εισάγει ορισμένα σφάλματα. Ως εκ τούτου, σε πρακτικές εφαρμογές, αυτές οι μέθοδοι συχνά συνδυάζονται για να βελτιωθούν η ακρίβεια.

 

1. Τρέχουσα μέθοδος ενσωμάτωσης

Η τρέχουσα μέθοδος ολοκλήρωσης υπολογίζει το SOC ενσωματώνοντας τα ρεύματα φορτίου και εκκένωσης. Το πλεονέκτημά του έγκειται στην απλότητα του, χωρίς να απαιτεί βαθμονόμηση. Τα βήματα είναι τα εξής:

1. Καταγράψτε το SOC στην αρχή της φόρτισης ή της εκφόρτισης.
2. Μετρήστε το ρεύμα κατά τη διάρκεια της φόρτισης και της εκφόρτισης.
3. Ενσωματώστε το ρεύμα για να βρείτε την υπεύθυνη αλλαγή.
4. Υπολογίστε το τρέχον SOC χρησιμοποιώντας την αρχική SOC και την αλλαγή φορτίου.

Ο τύπος είναι:

SOC = αρχική SOC+Q∫ (I .DT)

όπουΤο I είναι το ρεύμα, Q είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας και το DT είναι το χρονικό διάστημα.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι λόγω της εσωτερικής αντίστασης και άλλων παραγόντων, η τρέχουσα μέθοδος ολοκλήρωσης έχει ένα βαθμό σφάλματος. Επιπλέον, απαιτεί μεγαλύτερες περιόδους φόρτισης και εκφόρτισης για την επίτευξη ακριβέστερων αποτελεσμάτων.

 

2. Μέθοδος τάσης ανοιχτού κυκλώματος

Η μέθοδος της τάσης ανοικτού κυκλώματος (OCV) υπολογίζει το SOC μετρώντας την τάση της μπαταρίας όταν δεν υπάρχει φορτίο. Η απλότητα του είναι το κύριο πλεονέκτημά του, καθώς δεν απαιτεί τρέχουσα μέτρηση. Τα βήματα είναι:

1. Δημιουργήστε τη σχέση μεταξύ SOC και OCV με βάση τα δεδομένα της μπαταρίας και του κατασκευαστή.
2. Μετρήστε το OCV της μπαταρίας.
3. Υπολογίστε το SOC χρησιμοποιώντας τη σχέση SOC-OCV.

Σημειώστε ότι η καμπύλη SOC-OCV αλλάζει με τη χρήση και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, απαιτώντας περιοδική βαθμονόμηση για τη διατήρηση της ακρίβειας. Η εσωτερική αντίσταση επηρεάζει επίσης αυτή τη μέθοδο και τα σφάλματα είναι πιο σημαντικά στις υψηλές καταστάσεις εκφόρτισης.

 

3. Συνδυάζοντας τις τρέχουσες μεθόδους ολοκλήρωσης και OCV

Για να βελτιωθεί η ακρίβεια, συχνά συνδυάζονται οι τρέχουσες μεθόδους ολοκλήρωσης και OCV. Τα βήματα για αυτήν την προσέγγιση είναι:

1. Χρησιμοποιήστε την τρέχουσα μέθοδο ενσωμάτωσης για να παρακολουθείτε τη φόρτιση και την εκφόρτιση, λαμβάνοντας SOC1.
2. Μετρήστε το OCV και χρησιμοποιήστε τη σχέση SOC-OCV για να υπολογίσετε το SOC2.
3. Συνδυάστε SOC1 και SOC2 για να πάρετε το τελικό SOC.

Ο τύπος είναι:

SOC = K1ανά

όπουΤα K1 και K2 είναι συντελεστές βάρους που αθροίζονται στο 1. Η επιλογή των συντελεστών εξαρτάται από τη χρήση της μπαταρίας, τον χρόνο δοκιμής και την ακρίβεια. Συνήθως, το K1 είναι μεγαλύτερο για μεγαλύτερες δοκιμές φόρτισης/εκφόρτισης και το K2 είναι μεγαλύτερο για πιο ακριβείς μετρήσεις OCV.

Απαιτούνται βαθμονόμηση και διόρθωση για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια κατά τον συνδυασμό των μεθόδων, καθώς η εσωτερική αντίσταση και η θερμοκρασία είναι επίσης αποτελέσματα επιπτώσεων.

 

Σύναψη

Η τρέχουσα μέθοδος ενσωμάτωσης και η μέθοδος OCV είναι οι κύριες τεχνικές για τον υπολογισμό του SOC, το καθένα με τα δικά της πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα. Ο συνδυασμός και των δύο μεθόδων μπορεί να ενισχύσει την ακρίβεια και την αξιοπιστία. Ωστόσο, η βαθμονόμηση και η διόρθωση είναι απαραίτητες για τον ακριβή προσδιορισμό του SOC.